Échographie portable chez les patients en état critique Hand

Mise au point
Échographie portable chez les patients en état critique
Hand-held ultrasonography in critically ill patients
P. Vignon
a,
*, B. Cholley
b
a
Réanimation polyvalente, CHU Dupuytren, 2, avenue Martin-Luther-King, 87042 Limoges cedex, France
b
Département d’anesthésie–réanimation–Smur, CHU Lariboisière, 2, rue Ambroise-Paré, 75475 Paris cedex 10, France
Résumé
Récemment mise sur le marché, l’échographie portable commence à être largement diffusée. Les appareils portables sont très hétérogènes
quant à leurs caractéristiques techniques et suivent deux tendances : des systèmes simples et peu coûteux permettant essentiellement l’imagerie
bidimensionnelle et des systèmes haut de gamme miniaturisés qui embarquent la plupart des nouvelles techniques échocardiographiques. Seul le
premier type d’appareil a été testé chez les patients en état critique. Les études de validation réalisées en réanimation ont montré les limites de
l’échographie portable et ont permis de mieux définir son champ d’utilisation potentielle. Le concept de « stéthoscope ultrasonique » utilise
l’échographie portable comme complément à l’examen clinique pour répondre à une ou plusieurs questions simples en un temps limité (par
exemple, fonction pompe ventriculaire, anomalies de contraction segmentaire, dilatation cavitaire, épanchements liquidiens péricardiques, pleu-
raux ou abdominaux). L’efficacité d’une formation limitée de médecins non cardiologues pour une utilisation ciblée de l’échographie portable est
actuellement en cours d’évaluation. Puisque ce type d’utilisation ne correspond pas à l’état de l’art, l’échographie portable n’est pas destinée à
remplacer l’échocardiographie transthoracique ou l’échographie générale conventionnelles lorsqu’elles sont disponibles. De plus, l’échocardio-
graphie transœsophagienne reste incontournable chez les patients ventilés en état critique qui nécessitent une évaluation hémodynamique com-
plète.
© 2005 Société de réanimation de langue française. Publié par Elsevier SAS. Tous droits réservés.
Abstract
Echographic systems which are the size of a laptop computer are currently available. These hand-held ultrasound units have different tech-
nological characteristics: the first category includes low-cost simple portable systems and the second category includes miniaturized well-
equipped units with most modern application tools. The first category of portable systems has only been tested in critically-ill patients. Validation
studies conducted in intensive care units have pointed out the limitations of hand-held echocardiography and allowed to better define its field of
application. The concept of “ultrasound stethoscope”uses hand-held echography as an extension of physical examination to rapidly answer
simple questions (e.g. pump function, regional wall motion abnormalities, cavitary dilatation, pericardial, pleural or abdominal effusions). The
efficacy of a limited training program to physicians without experience in ultrasound for goal-directed examination using portable systems is
currently evaluated. Since this practice does not correspond to the state-of-the-art, portable echography is not an alternative to standard transthor-
acic echocardiography or conventional ultrasound when they are available. In addition, transesophageal echocardiography is still required to
perform a comprehensive hemodynamic examination in ventilated critically-ill patients.
© 2005 Société de réanimation de langue française. Publié par Elsevier SAS. Tous droits réservés.
Mots clés : Réanimation ; Procédures diagnostiques ; Échocardiographie doppler ; Échographie portable
Keywords: Critical care; Diagnostic techniques and procedures; Echocardiography; Echocardiography-doppler; Hand-held echography
http://france.elsevier.com/direct/REAURG/
Réanimation 14 (2005) 692–699
* Auteur correspondant.
Adresse e-mail : [email protected] (P. Vignon).
1624-0693 /$ - see front matter © 2005 Société de réanimation de langue française. Publié par Elsevier SAS. Tous droits réservés.
doi:10.1016/j.reaurg.2005.10.018

L’échographie portable mise récemment sur le marché est en
constante et rapide évolution. Son émergence a été possible
grâce aux progrès technologiques et informatiques qui ont per-
mis une miniaturisation telle que les appareils d’échographie
atteignent actuellement la taille et le poids d’un ordinateur por-
table. Cela les rend très faciles d’utilisation au lit du patient, où
qu’il se trouve, y compris en dehors de l’hôpital. De plus, cer-
tains échographes portables ont un coût relativement faible
comparé aux machines conventionnelles, permettant ainsi une
large diffusion auprès d’un panel de nouveaux utilisateurs. Ces
différents atouts expliquent l’intérêt actuel que suscite l’écho-
graphie portable dans des exercices aussi variés que la méde-
cine préhospitalière, les urgences, ou la réanimation [1,2].La
sortie de l’échographe hors des laboratoires d’imagerie et son
utilisation par de nombreux intervenants moins bien formés
que les opérateurs traditionnels posent le problème du rapport
entre le bénéfice procuré par les informations qu’elle fournit et
les risques liés aux erreurs d’interprétation.
Cet article a pour but de discuter les domaines d’utilisation
potentielle de l’échographie portable (cardiaque ou non) dans
la prise en charge des patients hospitalisés de façon non pro-
grammée, en préhospitalier, aux urgences et en réanimation. Il
abordera le problème de la formation des utilisateurs potentiels
dans cette chaîne de soins. Enfin, les limites de l’échographie
portable chez les patients en état critique seront détaillées.
1. Qu’est-ce que l’échographie portable ?
On peut considérer qu’un échographe portable est un appa-
reil alimenté par batterie qui est suffisamment petit et léger pour
pouvoir être transporté à la main (Fig. 1). Les premiers appareils
miniaturisés qui répondaient à ces critères pour l’échographie
cardiaque étaient les systèmes Optigo
™
(Philips Ultrasons) et
Sonoheart
™
(Sonosite). Depuis, plusieurs autres échographes
portables sont apparus sur le marché et le système Sonoheart
™
a connu plusieurs générations. Tous les appareils portables ont
une sonde d’imagerie bidimensionnelle pour l’échographie
transthoracique et permettent l’enregistrement d’images numéri-
ques et la réalisation de mesures. Les caractéristiques techniques
diffèrent grandement selon les modèles et sont en perpétuelle
évolution. Elles ont récemment été résumées par ailleurs [3].
On peut distinguer actuellement deux grandes tendances. Une
première catégorie d’appareils propose des fonctions rudimentai-
res pour un faible coût. Une seconde catégorie d’appareils à coût
élevé tend vers la miniaturisation des outils parfois complexes
qui sont disponibles sur les échocardiographes haut de gamme.
C’est pourquoi il est vain de comparer des systèmes qui n’ont de
commun que leur appellation de « portable » et que leur concep-
tion oppose : simplicité d’utilisation pour des indications res-
treintes d’une part et miniaturisation d’options technologiques
avancées pour un examen exhaustif répondant à l’état de l’art
d’autre part. Le premier champ d’utilisation concerne urgentistes
et réanimateurs ; le second concerne plus les cardiologues ou les
médecins qui ont une formation et une expérience approfondies
en échocardiographie. Cet article ne concerne que l’échographie
portable qui n’embarque pas d’options avancées.
2. Études de validation
Les études cliniques qui ont évalué la précision diagnostique
des échographes portables ont suivi deux approches méthodo-
logiques distinctes. La première était de comparer les résultats
fournis par les systèmes portables à ceux obtenus avec un ap-
pareil haut de gamme utilisé comme référence. La seconde était
de décrire l’apport de l’échographie portable par rapport au seul
examen clinique, suivant le concept du « stéthoscope ultraso-
nique ». Actuellement, les études réalisées en préhospitalier,
aux urgences ou en réanimation restent peu nombreuses et
concernent principalement l’échographie cardiaque [1,4].
2.1. Validation par rapport à l’échographie standard
La première étude qui a concerné les patients en état critique
a été conduite chez 80 patients de cardiologie hospitalisés en
réanimation ou en soins intensifs avec le système Sonoheart
™
de première génération [5].L’échographe portable n’a pas iden-
tifié correctement la cardiopathie en cause chez 31 % des pa-
tients et a manqué un diagnostic secondaire dans 19 % des cas,
comparée à l’échocardiographie transthoracique (ETT) conven-
tionnelle. La plupart des faux résultats négatifs de l’échographie
portable ont été attribués à l’absence de doppler spectral ou à un
manque d’information du doppler puissance [5].
Nous avons examiné 139 patients de réanimation, dont 103
étaient ventilés, avec l’appareil Optigo
™
et un appareil haut de
gamme [6]. Alors que l’appareil miniaturisé a permis d’obtenir
Fig. 1. Photographie d’un échographe portable Optigo
™
(Philips Ultrasons).
L’appareil pèse moins de 5 kg et a la taille d’un ordinateur portable. Il est doté
de l’imagerie bidimensionnelle et d’un vrai doppler couleur.
P. Vignon, B. Cholley / Réanimation 14 (2005) 692–699 693

un nombre de fenêtres acoustiques proche de celui de l’ETT
conventionnelle, sa précision diagnostique était inférieure (82
contre 91 % ; p< 0,001). Là aussi, la plupart des faux résultats
négatifs de l’échographie portable étaient attribuables à l’absence
de doppler spectral [6]. En revanche, la capacité diagnostique de
l’échographe portable approchait celle de l’appareil haut de
gamme pour les diagnostics qui étaient fondés sur la seule ima-
gerie bidimensionnelle (85 contre 89 %) [6]. Afin de prendre en
compte l’apport du doppler spectral, nous avons examiné 55 pa-
tients (40 sous ventilation mécanique) à l’aide du système Sono-
heart Elite
™
[7]. Le nombre moyen de fenêtres acoustiques obte-
nues avec les deux appareils étaient comparables. Malgré
l’existence d’un doppler spectral, la capacité diagnostique de l’é-
chographe portable restait inférieure à celle de l’ETT convention-
nelle (80 contre 92 % ; p= 0,002). Ces résultats étaient probable-
ment liés à la qualité variable du profil doppler pulsé recueilli par
l’appareil portable et a un défaut d’alignement du tir Doppler
continu avec les jets turbulents à haute vélocité en l’absence de
réel doppler couleur [7]. Comme dans l’étude précédente [6], les
diagnostics fondés sur l’imagerie bidimensionnelle étaient correc-
tement identifiés par l’échographie portable et l’impact thérapeu-
tique était similaire (49 contre 51 %) [7].
Au total, l’échographie portable offre un nombre de fenêtres
acoustiques comparable à l’ETT conventionnelle chez les pa-
tients en état critique (même ventilés) et est fiable pour les
diagnostics fondés sur l’imagerie bidimensionnelle lorsqu’elle
est réalisée par des opérateurs de niveau 3 [8].L’apport du
doppler pulsé ne comble pas totalement la différence de préci-
sion diagnostique entre l’échographie portable et l’ETT
conventionnelle. Ces études ont permis de mieux définir le
champ d’application potentiel de l’échographie portable chez
les patients en état critique et ont conduit à plutôt l’envisager
comme un outil qui prolonge l’examen clinique, à la manière
d’un « sthétoscope ultrasonique ».
2.2. Concept de « stéthoscope ultrasonique »
Ce concept est né de plusieurs études qui ont comparé les
résultats fournis par l’échographie portable réalisée au lit du
patient à ceux de l’examen clinique [9–11]. Le principe est
d’améliorer la faible performance de l’examen clinique pour
le diagnostic de certaines pathologies cardiaques (par exemple,
dysfonction ventriculaire gauche, épanchement péricardique)
en réalisant un examen bref et ciblé à l’aide d’un échographe
portable. Seule l’imagerie bidimensionnelle est généralement
utilisée. Une récente revue de la littérature montre le gain diag-
nostique obtenu grâce à cette stratégie [2].
La même démarche a été réalisée dans le domaine de la
médecine d’urgence. L’utilisation d’un échographe portable
par des médecins urgentistes ayant une formation en cardiolo-
gie a été testée chez des patients se présentant avec une cardio-
mégalie radiologique. L’échographie portable a augmenté la
précision diagnostique de l’examen clinique pour identifier l’a-
nomalie cardiaque sous-jacente de 62 à 83 % [12]. De même,
un examen cardiaque et abdominal à l’aide d’un système por-
table par des médecins ayant suivi une formation préalable per-
met d’identifier plus rapidement la cause d’une hypotension
artérielle chez des patients admis aux urgences [13].En
contexte d’urgence préhospitalière (Samu–Smur), l’échogra-
phie portable trouve une place de choix de par sa taille, sa
simplicité, et le type de malades pris en charge puisque les
urgences vitales (états de choc) sont fréquentes. Dans ces situa-
tions, la précision de l’examen clinique est limitée et toute er-
reur diagnostique initiale peut aboutir à un retard ou à un mau-
vais choix thérapeutique dommageable pour le patient. La
capacité de l’échographie portable à identifier l’origine car-
diaque ou non d’un état de choc est alors très utile. Des méde-
cins de Smur ayant reçu une formation minimale de quatre
heures pour apprendre à reconnaître un cœur grossièrement hy-
po- ou hyperkinétique, un épanchement péricardique et un
épanchement pleural ont utilisé le système portable Optigo
™
[14]. Nous avons évalué l’impact des informations fournies
par l’échographie portable sur le diagnostic, la prise en charge
thérapeutique, et/ou le choix d’orientation du patient (certains
hôpitaux n’ayant pas toutes les capacités chirurgicales, notam-
ment chirurgie cardiothoracique). Les informations apportées
par l’échographie portable ont changé ou modifié le diagnostic
dans 26 % des cas, entraînant des changements de traitement et
d’orientation [14]. Par exemple : un diagnostic d’embolie pul-
monaire a été rectifié en péricardite ; une pneumopathie infec-
tieuse en OAP ; un OAP en épanchement pleural abondant.
Dans cette étude, la prise en charge (traitement ou orientation)
a été modifiée dans 19 % des cas grâce à l’utilisation de l’é-
chographie portable [14]. Une autre étude a montré la faisabi-
lité du transfert d’images recueillies en échographie portable à
partir de l’unité médicale mobile [15].
Lorsque l’échographie portable est utilisée comme un sté-
thoscope ultrasonique, elle n’est pas destinée à fournir un exa-
men exhaustif mais plutôt à permettre de répondre rapidement
à un nombre limité de questions cliniques simples (Tableau 1).
Dans ces cas, l’examen échographique ne répond pas à l’état
de l’art [16,17]. Ainsi, l’échographie portable n’est pas desti-
née à remplacer l’ETT ou l’échographie abdominale conven-
tionnelle lorsqu’elles sont disponibles, mais plutôt à apporter
un complément d’information qui améliore la performance
diagnostique de l’examen clinique [2], notamment dans les si-
tuations d’urgences vitales.
Tableau 1
Questions cliniques évaluables par l’échographie portable en imagerie
bidimensionnelle et accessibles à une formation limitée
a
Questions cliniques
Le ventricule gauche a-t-il une fonction pompe diminuée ou non ?
Le ventricule gauche est-il globalement dilaté ou non ?
Le ventricule droit est-il dilaté ou non ?
Existe-t-il un épanchement péricardique ou non ?
Cet épanchement est-il compressif ou non ?
La veine cave inférieure est-elle dilatée ou non ?
La veine cave inférieure garde-t-elle ses variations respiratoires ou non ?
Existe-t-il un épanchement pleural liquidien ou non ?
Existe-t-il un pneumothorax ou non ?
Existe-t-il un épanchement liquidien intra-abdominal ou non ?
a
les questions doivent être simples et binaires ; une évaluation quantitative
ou semiquantitative demande une expérience plus importante.
P. Vignon, B. Cholley / Réanimation 14 (2005) 692–699694

3. Indications potentielles de l’échographie portable
Bien qu’il n’y ait pas de recommandations officielles
concernant les indications de l’échographie portable, certaines
peuvent être logiquement proposées (Tableau 2). En premier
lieu, les situations de défaillance circulatoire aiguë mettant en
jeu le pronostic vital et survenant dans des sites où les appareils
d’échographie traditionnels sont absents. En montrant des ima-
ges caricaturales, l’échographie portable pourra sensibiliser ou
conforter un diagnostic fondé sur le seul examen clinique et
faciliter les prises de décisions thérapeutiques. Toutes les affec-
tions dont le diagnostic est fondé sur l’imagerie bidimension-
nelle sont théoriquement accessibles à l’ensemble des échogra-
phes portables. Les appareils qui possèdent un réel doppler
couleur permettent en outre d’identifier les shunts intracardia-
ques et les valvulopathies sévères [6].
3.1. États de choc
L’état de choc est la principale indication de l’échocardio-
graphie en réanimation [18,19]. Une étude récente conduite
chez des patients de réanimation ventilés a montré que l’utili-
sation de critères diagnostiques simples et pour beaucoup fon-
dés sur l’imagerie bidimensionnelle peut orienter sur l’origine
cardiaque ou non d’un état de choc [20]. Sous réserve que la
qualité d’image soit adéquate, l’échographie portable peut ra-
pidement identifier le mécanisme cardiaque (dysfonction
pompe du ventricule gauche, cœur pulmonaire aigu, tampon-
nade) ou extracardiaque (ventricules de petite taille et hyperki-
nétiques) d’un état de choc. Dans notre expérience en effet [6,
7],l’échographie portable permet d’identifier les dysfonctions
systoliques des ventricules et la tamponnade avec une précision
comparable à l’ETT conventionnelle (Fig. 2). Cependant, d’au-
tres causes de choc cardiogénique telles qu’une valvulopathie
gauche aiguë sévère peuvent être méconnues ou sous-estimées
par les appareils portables [5–7].
Le rôle de l’échographie portable dans l’évaluation hémody-
namique des patients en état de choc doit se limiter à un exa-
men de débrouillage destiné à sensibiliser l’examen clinique
(Tableau 2). L’évaluation précise d’un patient hospitalisé pour
état de choc, en particulier septique, doit faire appel à un exa-
men échographique complet réalisé au mieux par voie transœ-
sophagienne afin de déterminer le ou les mécanismes de la dé-
faillance hémodynamique [18,19].
3.2. Insuffisance respiratoire aiguë
L’échocardiographie doppler est un examen essentiel qui
permet d’orienter le mécanisme d’une insuffisance respiratoire
aiguë, notamment en cas d’œdème aigu du poumon (OAP) ou
de suspicion d’embolie pulmonaire [21].
En présence d’un OAP, l’examen cherche à identifier son
mécanisme cardiogénique ou lésionnel, et parfois sa cause
[22]. Le critère diagnostique fondamental de l’OAP cardiogé-
nique est l’élévation des pressions de remplissage du ventricule
gauche, que sa fonction systolique soit conservée ou non [18].
Bien que ce critère nécessite la présence d’un doppler spectral
qui n’est pas disponible sur tous les systèmes miniaturisés
(Fig. 3), l’échographie portable reste très utile pour identifier
la cardiopathie sous-jacente (Tableau 2). Dans les autres situa-
tions, notamment chez les patients septiques présentant un
œdème pulmonaire possiblement lésionnel, une évaluation hé-
modynamique complète par échocardiographie transœsopha-
gienne reste indispensable [18].
Tableau 2
Indications potentielles de l’échographie portable
a
Indications Circonstances cliniques Signes cherchés
États de choc
b
Histoire clinique simple
Forte suspicion clinique
Examen de débrouillage
Origine cardiaque (tamponnade, dysfonction systolique majeure
d’un ventricule, complication mécanique d’un infarctus, cœur
pulmonaire aigu) ou extracardiaque
Œdème aigu du poumon
b
Histoire clinique simple
Forte suspicion clinique
Examen de débrouillage
Cardiopathie sous-jacente
Pressions de remplissage du ventricule gauche élevées
(Doppler mitral)
Fonction systolique du ventricule
gauche
Suspicion d’insuffisance cardiaque gauche
Douleur thoracique
Évaluation visuelle de la fonction pompe
Cinétique segmentaire
Épanchement péricardique Douleur thoracique
Choc et signes droits
Dissociation électromécanique
Liquide intrapéricardique
Compression de cavités cardiaques
(prolongée pendant le cycle cardiaque)
Embolie pulmonaire grave Choc et signes droits
Insuffisance respiratoire aiguë
Cœur pulmonaire aigu (imagerie bidimensionnelle)
Recherche d’une source embolique (sonde vasculaire)
Epanchements pleuraux** Douleur thoracique
Insuffisance respiratoire aiguë, hypoxémie
Opacité radiographique équivoque
Présence et quantification d’un épanchement pleural liquidien
Présence d’un pneumothorax
Condensation parenchymateuse pulmonaire
Épanchement liquidien abdominal Choc hémorragique
Plaie par arme
Repérage pour ponction d’ascite
Choc d’origine indéterminée chez un polyvasculaire
Présence de liquide dans la cavité péritonéale
Anévrisme de l’aorte abdominale
a
Chaque indication doit être discutée en fonction des caractéristiques techniques de l’appareil miniaturisé et du niveau d’expérience de l’opérateur.
P. Vignon, B. Cholley / Réanimation 14 (2005) 692–699 695

L’échographie permet de confirmer rapidement une forte
suspicion clinique d’embolie pulmonaire lorsqu’elle montre
des signes de cœur pulmonaire aigu [21]. La dilatation du ven-
tricule droit et le septum paradoxal sont aisément identifiés
avec l’échographie portable [6,7]. En revanche, celle-ci ne per-
met pas toujours de quantifier précisément une hypertension
artérielle pulmonaire, même lorsque l’appareil miniaturisé est
doté du doppler spectral [7,23]. La rentabilité de l’échographie
portable sera d’autant plus importante que la suspicion clinique
est élevée et que la forme clinique est grave, donc en faveur
d’une obstruction vasculaire étendue (Tableau 2). Certains ap-
pareils portables laissent la possibilité d’utiliser également une
sonde vasculaire qui permet la recherche d’une source embo-
lique au niveau des membres inférieurs.
Les épanchements pleuraux liquidiens peuvent participer à
une hypoxémie et le diagnostic radiographique est peu sensible
et spécifique chez les patients de réanimation [24].L’échogra-
phie pleurale permet un diagnostic fiable d’hydrothorax ou
d’hémothorax en quelques secondes [25], notamment avec les
systèmes portables [6,7]. Ceux-ci peuvent être utilisés en pré-
hospitalier [14] ou au lit des patients en état critique pour quan-
tifier le volume des épanchements pleuraux liquidiens [24]
(Fig. 4) et guider la thoracocentèse éventuelle [26].
Le diagnostic de pneumothorax compressif est une urgence
vitale. L’échographie pleurale est sensible pour l’identification
des pneumothorax [27]. Les systèmes portables permettent
également le diagnostic des pneumothorax traumatiques et sont
plus sensibles que la radiographie de face au lit pour identifier
les décollements pleuraux minimes [28].
3.3. Fonction pompe du ventricule gauche
En présence d’une qualité d’image adéquate, tous les
échographes portables permettent d’évaluer la fonction systo-
lique globale et régionale du ventricule gauche chez les patients
ventilés de réanimation [5–7]. De nombreuses études ont égale-
ment validé l’échographie portable dans cette indication chez les
patients ambulatoires ou hospitalisés en cardiologie [2,9–11,29–
32]. Cela permet d’utiliser potentiellement l’échographie por-
table comme outil de triage en préhospitalier [14] ou aux urgen-
ces chez les patients se présentant pour douleurs thoraciques ou
état de choc (Tableau 2). Dans certaines études, les appareils
portables étaient moins précis pour évaluer la fonction ventricu-
laire gauche régionale que les appareils haut de gamme [30,31].
3.4. Épanchements péricardiques
L’échographie portable a une précision diagnostique compa-
rable à l’ETT conventionnelle pour identifier un épanchement
Fig. 3. Exemple de cardiopathie gauche décompensée identifiée à l’aide d’un échographe portable Sonoheart Elite
™
(Sonosite) chez un patient admis aux urgences
pour œdème aigu du poumon.
À gauche, l’échographie bidimensionnelle montrait un ventricule gauche dilaté et globalement hypokinétique. À droite, le doppler pulsé enregistrait à l’orifice mitral
un profil de vitesses restrictif en faveur d’une élévation des pressions de remplissage du ventricule gauche. Ces deux signes confirmaient rapidement la suspicion
clinique d’œdème pulmonaire cardiogénique. Abréviations : VG, ventricule gauche ; VD, ventricule droit ; OG, oreillette gauche ; OD, oreillette droite.
Fig. 2. Exemple de tamponnade diagnostiquée à l’aide d’un échographe portable Sonoheart Elite
™
(Sonosite) chez un patient en état de choc après une intervention
cardiaque.
À gauche, la vue parasternale grand axe montre la présence d’un épanchement péricardique liquidien abondant et circonférentiel. À droite, en temps réel, la paroi
libre de l’oreillette droite avait une courbure inversée pendant la totalité du cycle cardiaque. ** : épanchement péricardique liquidien. Abréviations : VG, ventricule
gauche ; VD, ventricule droit ; OG, oreillette gauche.
P. Vignon, B. Cholley / Réanimation 14 (2005) 692–699696